师：今天我们探讨的主题是卤代烃。本节课分为五个部分。1912年，法国化学家格林尼亚发现了格林试剂，获得了诺贝尔化学奖，在化学史上留下了“浪子回头金不换”的佳话。什么是格氏试剂呢？卤代烃在乙醚溶液中加入镁，得到烃基卤化镁，俗称格氏试剂，简称格林试剂。格林试剂对推动有机化学合成的发展起着十分重要的作用。那么，溴原子的引入对溴乙烷的性质有何影响？如何检验溴乙烷中含有的溴元素？通过哪些反应可以引入卤原子？卤代烃在有机合成中有哪些应用？本节课我们将通过卤代烃的结构、性质、制备、应用等方面来进行讨论。

　　问题一，溴原子的引入对溴乙烷的性质有何影响？从分子结构上分析，溴乙烷可以看作是乙烷分子中的一个氢原子被溴原子取代而得到的。所以，相同条件下，其密度大于乙烷。由于溴原子的引入，分子间作用力增强，熔沸点高于乙烷。烃基和溴原子都是憎水基团，所以溴乙烷不溶于水，易溶于有机溶剂。碳溴键的极性较强，所以溴乙烷是极性分子。碳溴键极性较强的原因是溴原子的电负性较大，吸引电子能力较强。在形成的碳溴键中，共用电子对偏向于溴原子，所以溴原子带部分单位的负电荷，碳原子带部分单位的正电荷，碳溴键易发生断裂，这就是卤代烃的结构。

　　卤代烃的化学性质与碳卤键都有关。在氢氧化钠水溶液中，卤代烃可以发生反应，生成醇，断裂化学键一，该反应称为卤代烃的水解反应，又称为取代反应。以溴乙烷为例，在氢氧化钠水溶液中加热生成乙醇和溴化钠。卤代烃在氢氧化钠乙醇溶液中加热可以生成不饱和键，断裂化学键一和二。卤代烃在氢氧化钠乙醇溶液加热时脱去卤化氢，生成不饱和键的反应称为消去反应。以溴乙烷为例，和氢氧化钠乙醇溶液加热生成乙烯、溴化钠和水。溴乙烷的水解反应用哪个装置更合适呢？已知溴乙烷的沸点为38.4摄氏度。显然用第一个装置比较合适，因为长导管能冷凝回流，水浴加热受热均匀，温度易于控制，还能减少溴乙烷的挥发。把溴原子替换成碘原子，能否发生水解反应？哪个更容易进行呢？碘原子的半径大于溴原子的半径，碳碘键的键长大于碳溴键，所以碳碘键更容易断裂，反应更易发生。在溴乙烷的取代反应中，为什么是羟基取代了溴原子呢？从碳原子的成键特点看，碳原子带部分单位正电荷，所以根据异电相吸，带正电荷的碳原子结合羟基。实际上，卤代烃碱性条件下的水解，是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子。那么如果用氢化钠、硫氢化钠和醇钠代替氢氧化钠来进行反应，会生成什么产物呢？它们分别得到的产物有一个共同的特点，那便是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子。

　　对于消去反应来说，请大家判断以下4种物质能否发生消去反应。一氯甲烷分子中只有一个碳原子，显然不能发生消去反应。二溴乙烷可以脱去卤化氢，能发生消去反应。第三个物质与氯原子直接相连的相邻碳上没有氢，所以不能发生消去反应。溴苯由于苯环上无法形成双键，因此溴苯不能发生消去反应。那么满足什么样的条件才有可能发生消去反应呢？很显然，与卤原子相连的碳原子相邻的碳原子上有氢，也就是邻碳有氢才有可能发生消去反应。那么对于二溴丁烷来说，如果与溴原子相连的碳原子是α碳原子，那么与α碳原子直接相连的为β碳原子，溴原子就可以和β碳原子上的氢发生消去反应。因而在氢氧化钠乙醇溶液中会得到两种产物，其中二丁烯为主要产物。这是因为卤代烃脱卤化氢时总是脱去含氢较少的β碳上的氢，称为查依采夫规则。

　　下一个问题，该反应是消去反应吗？我们可以看到，在这个反应中虽然有卤化氢生成，但是并未生成有不饱和键的物质，所以该反应不是消去反应。2,3 - 二溴丁烷发生消去反应的产物可能是什么呢？该分子中有两个溴原子，所以溴原子如果和甲基上的氢原子发生消去反应，那么将会得到共轭烯烃，也就是1,3 - 丁二烯。如果溴原子和次甲基上的氢发生消去反应，那么将会生成烯烃。溴乙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热实验装置如图所示。试剂中乙醇的作用是什么呢？乙醇是作为溶剂使溴乙烷充分溶解。如何证明溴乙烷发生了消去反应还是取代反应呢？溴的四氯化碳溶液褪色，说明产物是乙烯，则溴乙烷发生的是消去反应。试管中溴的四氯化碳溶液换成酸性高锰酸钾溶液可以说明上面的问题吗？显然不可以。因为反应器中挥发出来的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。如果要通过酸性高锰酸钾溶液褪色来证明乙烯的存在，那么就要将气体预先通过水以除去乙醇气体。下面我们来看如何以基础原料来合成目标产物。

　　从分子中含有的官能团，我们可以看出从羟基到羧基要发生氧化反应，从卤原子到羟基要发生水解反应。那么如何安排这两个反应的顺序呢？我们可以先来尝试一下，如果先发生水解，那么分子中将会生成两个羟基，随后把它进行氧化，这两个羟基都会被氧化，其中一个氧化成酮基，其中一个氧化成醛基，随后继续氧化醛基变成羧基。那么离目标产物我们只需用氢气还原便可实现。如果先发生氧化反应，羟基生成了醛基，随后醛基氧化成羧基，那么该物质离目标产物只需在氢氧化钠水溶液中加热便可实现。显然，先氧化还是先水解，很明显应该是先氧化后水解。不过在氢氧化钠溶液中，羧基会和氢氧化钠溶液发生中和反应，我们只需将其酸化便可恢复成羧基。

　　问题二，如何检验溴乙烷中含有溴元素？可以利用银离子和溴离子生成淡黄色沉淀溴化银。那么如何设计实验方案呢？方案一，溴乙烷中加硝酸银溶液，结果无明显现象，这是因为溴乙烷是非电解质，不能电离出溴离子。方案二，将溴乙烷和氢氧化钠溶液加热，随后加入硝酸银溶液，结果产生黑褐色沉淀。原因是硝酸银可以和氢氧化钠溶液作用，生成白色沉淀氢氧化银，随后氢氧化银会分解生成黑色固体氧化银。那么如何改进实验方案呢？方案三，用溴乙烷和氢氧化钠溶液加热后，先加硝酸酸化，随后再加硝酸银溶液。硝酸的作用是中和了过量的氢氧化钠，产生了淡黄色沉淀。所以检验卤代烃中卤素原子的一般流程是，将卤代烃加入氢氧化钠水溶液中，加热，滴入稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，通过产生沉淀的颜色来确定是哪种卤原子的存在，这里硝酸酸化的步骤必不可少。